CN206008083U - 一种超重力机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超重力机，该装置通过在外壳的中轴线上贯通外壳设置具有流体通道的中空转轴，并且在中空转轴外套设具有气体通道功能的套筒，同时在此基础上还成形了与填料区连通的具有螺旋通道的旋转通道，实现了流体经中空转轴后再经旋转通道实现流体的自旋进入，从而在填料区内实现了在旋转状态下流体利用自己的自旋进一步提高和气体的破碎、撕裂混合，提高了气液接触的充分度，进而获得了更好的气液交换效果。

Description

一种超重力机

技术领域

本实用新型涉及一种超重力机，属于机械技术领域。

背景技术

随着社会的发展，能源消耗越来越大，社会对能源的需求已然提高到了一个重要的战略高度。所以对于能源的利用已经从单纯的使用上升到了回收再利用的高度。油气是非常宝贵的能源之一，为了降低油气的浪费，充分得利用油气资源，一般都需要进行油气的回收利用。诸如石油化工厂需要将排放到火炬系统的油气进行回收；加氢裂化和柴油加氢等工艺在生产过程中也需要对排放的尾气进行回收利用。

对于回收的油气，可进燃料气管网作燃料气，也可进轻烃回收装置回收重组分，还可进PSA回收氢气。但是不管哪种用途，一般回收的油气中都含有H₂S、NH₃和水，一方面，硫化氢易溶于水形成酸性水，从而腐蚀火炬管线；另一方面，硫化氢与氨反应生成硫酸铵，极易在管线内结晶，堵塞火炬管线，造成安全事故，所以都需要将回收的油气中的硫化氢等脱除。

干气是油田的伴生天然气，经过脱水、净化和，提取出液化气和轻质油以后，主要成分是甲烷的处理天然气。在实际工业生产中，干气也需要进行脱硫处理。目前，常见的干气脱硫都是利用常规的脱硫塔，在塔内实现干气和脱硫液体的逆向接触从而实现脱硫液体对干气中含硫物质的脱除。此外，像干气脱硫技术一样，在工业生产中有很多环境需要进行气液交换。

超重力是在比地球重力加速度大的多的环境下物质所受的力。在超重力环境下，不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程均比常规重力场下的要快得多。气-液、液-液、液-固两相和气-液-固三相在超重力环境下，在多孔道的填料中产生流动接触，极大的剪切力可将液体撕碎成微米至纳米级的液膜、液滴和液丝，产生巨大的和快速更新的相界面。使相间的传质速率比传统的塔器中提高1-3个数量级，单位设备体积的生产效率提高1-2个数量级。

所以，设计结构合理的超重力机，并且实现利用超重力机进行气液交换，是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可以高效进行气液交换的超重力机。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种超重力机，所述超重力机具有外壳，在外壳的中轴线上贯通外壳设置有动力驱动的中空转轴，所述转轴上设置有可密封的流体进口，在转轴内具有流体通道；在转轴外部，与所述转轴同轴套设连接有套筒，从而在所述转轴与所述套筒内壁之间成形气体通道，在套筒上设置有多个气孔和气体出口；所述转轴朝向所述套筒延伸设置有多个旋转通道，在旋转通道内设置有凸起或者凹入的螺旋通道；所述旋转通道贯通所述套筒设置；

与所述转轴、套筒同轴套设连接有填料筒，在所述填料筒内成形填料区；所述旋转通道、所述气孔均与所述填料区连通；

在外壳上设置有气体进口和流体出口，所述气体进口、流体出口均和填料区连通。

所述旋转通道垂直于所述转轴设置。

多个所述旋转通道的入口直径之和等于或者小于中空转轴的内径。

多个所述气孔的面积之和大于或者等于气体进口的面积。

气体进口的设置为气体切线进入。

所述填料区设置有多层填料。

所述转轴与电机连接。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、本实用新型所述的超重力机，通过在外壳的中轴线上贯通外壳设置具有流体通道的中空转轴，并且在中空转轴外套设具有气体通道功能的套筒，同时在此基础上还成形了与填料区连通的具有螺旋通道的旋转通道，实现了流体经中空转轴后再经旋转通道实现流体的自旋进入，并在进入填料区的一刻在旋转作用力、剪切力和流体的自旋作用力下，周向速度增加，所产生的离心力将流体推向外缘，在这个过程中流体被填料区内的填料切割、破碎、分散，从而形成微米至纳米级的液膜、液滴和液丝，产生巨大、快速更新的相界面，在众多弯曲孔道的填料中产生流动接触，进一步通过和气体的破碎、撕裂混合提高了气液接触的充分度，获得了很好的气液交换效果。

2、本实用新型所述的超重力机，进一步还设置了多个所述旋转通道的入口直径之和等于或者小于中空转轴的内径，从而保证旋转通道的内径在适宜的区间内，保证流体的自旋速度和自旋状态，从而进一步提高填料区内液体和气体的充分接触；此外，设置多个所述气孔的面积之和大于或者等于气体进口的面积，是为了保证气体经流体进口进入后通过足够多的气孔分布实现气体进一步充分顺畅得进入填料区内。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型所述超重力机的结构示意图；

图中附图标记表示为：1-外壳，2-转轴，3-流体通道，4-套筒，5-气体通道，6-旋转通道，7-填料筒，8-填料区，9-流体进口，10-气体出口，11-气体进口，12-流体出口，13-气孔。

具体实施方式

本实用新型所述的超重力机，其具有外壳1，在外壳1上设置有气体进口11和流体出口12，所述外壳1用以固定超重力机内部的旋转结构，并且和旋转结构相配套。对于旋转结构，即在外壳1的中轴线上贯通外壳1设置有动力驱动的中空转轴2，对于动力的选择，在本实施例中选择通过中空转轴2和电机连接来实现在电机启动后对中空转轴2的驱动旋转。此外，在转轴2上设置有流体进口9，并且与流体进口9配套设置有密封结构，转轴2为中空结构从而在转轴2内的中空部分实现了对流体通道3的成形。在本实施例中，对于气体的通道设置，采用在转轴2外部与转轴2相套设连接套筒4来实现，从而在转轴2与套筒4内壁之间形成了气体通道5，在套筒4上设置有多个气孔13；在所述套筒4上还设置有气体出口10；与转轴2内部连通并且朝向套筒4延伸设置有多个旋转通道6，在旋转通道6内设置有凸起或者凹入的螺旋通道，且旋转通道6贯通所述套筒4设置。

在本实施方式中，优选多个旋转通道6均垂直于所述转轴2设置，从而更加利于流体的流动。

本实用新型所述的超重力机还设置有与转轴2、套筒4同轴套设的填料筒7，填料筒7设置在套筒4外，在填料筒7内成形填料区8，该填料区8和旋转通道6、气孔13均连通，同时填料区8还和气体进口11、流体出口12均连通。在填料筒7内，根据实际需要设置填料，填料可以整体填充，也可以多层铺设，从而将填料区8设置为多层填料区8，目的只要能够保证在超重力机工作时，利用旋转实现在填料区8作用下对气体、液体的旋转切割。

作为优选的实施方式，优选多个所述旋转通道6的入口直径之和等于或者小于中空转轴2的内径。当然，在实际的工程实施中，需要根据处理物、处理效果要求的不同，设置不同的入口直径和中空转轴2的尺寸关系。同样地，优选多个所述气孔13的面积之和大于或者等于气体进口11的面积。

此外，还优选气体进口11的设置为气体切线进入。

本实用新型所述的超重力机，在工作时，超重力机开始在电机驱动下利用转轴2进行转轴2、套筒4、填料筒7的统一旋转，气体经气体进口11进入超重力机外壳1内并进一步进入填料区8内，液体经超重力机的流体进口9进入中空转轴2内的流体通道3内，并流动至旋转通道6的入口，再次经旋转通道6入口进入旋转通道6内，在旋转通道6内部的凸起或者凹入的螺旋通道的引流作用下，形成流体的旋转流动，并在此作用下进入与通道连通的填料区8内，并在进入填料区8的一刻形成流体的自旋作用力和自旋流向。与此同时，气体则通过气体进口11进入套筒4内，经套筒4这个气体通道5充满整个套筒4，最后通过若干气孔13进入填料区8内。气体和流体均进入填料区8内，并在进入填料区8的一刻在旋转作用力、剪切力和流体的自旋作用力下，周向速度增加，所产生的离心力将流体推向外缘，在这个过程中流体被填料区8内的填料切割、破碎、分散，从而形成微米至纳米级的液膜、液滴和液丝，产生巨大、快速更新的相界面，在众多弯曲孔道的填料中产生流动接触，使得气体和流体发生传质过程或化学反应，实现气液交换。之后，流体汇集后经流体出口12离开超重力机，脱硫后的气体自气体出口10离开超重力机。

虽然本实用新型已经通过上述具体实施例对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本实用新型所要保护的范围。

Claims (7)

1.一种超重力机，其特征在于，

所述超重力机具有外壳，在外壳的中轴线上贯通外壳设置有动力驱动的中空转轴，所述转轴上设置有可密封的流体进口，在转轴内具有流体通道；在转轴外部，与所述转轴同轴套设连接有套筒，从而在所述转轴与所述套筒内壁之间成形气体通道，在套筒上设置有多个气孔和气体出口；所述转轴朝向所述套筒延伸设置有多个旋转通道，在旋转通道内设置有凸起或者凹入的螺旋通道；所述旋转通道贯通所述套筒设置；

与所述转轴、套筒同轴套设连接有填料筒，在所述填料筒内成形填料区；所述旋转通道、所述气孔均与所述填料区连通；

在外壳上设置有气体进口和流体出口，所述气体进口、流体出口均和填料区连通。

2.根据权利要求1所述的超重力机，其特征在于，所述旋转通道垂直于所述转轴设置。

3.根据权利要求1或2所述的超重力机，其特征在于，多个所述旋转通道的入口直径之和等于或者小于中空转轴的内径。

4.根据权利要求3所述的超重力机，其特征在于，多个所述气孔的面积之和大于或者等于气体进口的面积。

5.根据权利要求1或2或4所述的超重力机，其特征在于，气体进口的设置为气体切线进入。

6.根据权利要求5所述的超重力机，其特征在于，所述填料区设置有多层填料。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的超重力机，其特征在于，所述转轴与电机连接。